ITMI20002409A1 - Dispositivo per rilevare la collocazione di utensili di cottura su unpiano di cottura ad elementi riscaldanti discreti e distribuiti - Google Patents

Description

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per rilevare la collocazione di utensili di cottura su un piano di cottura comprendente una pluralità di celle termiche (resistori) alimentate elettricamente e distribuite al disotto di una superficie resistente al calore (ad esempio di vetroceramica) su cui viene posto almeno un utensile per il trattamento termico (ad esempio, cottura, riscaldamento e scongelamento) di un alimento contenutovi, le celle termiche essendo disposti a matrice, come da preambolo della annessa rivendicazione 1.

Su questi piani di cottura, detti ad alta flessibilità, il o gli utensili di cottura possono essere collocati in punti voluti qualsiasi degli stessi, ad esempio in dipendenza dello spazio disponibile, della comodità d'uso dell'utente, o anche in modo puramente casuale. Dalla posizione assunta dal o dagli utensili di cottura dipendono gli elementi riscaldanti che debbono intervenire. L'informazione relativa alla posizione costituisce quindi un elemento fondamentale per il funzionamento di un piano di cottura del tipo considerato .

Nel WO 97/19298 l'informazione della posizione è ottenuta tramite mezzi di monitoraggio del carico termico associati a ciascuno degli elementi riscaldanti. L'inconveniente di una tale soluzione è che richiede elettrodi o simili mezzi con relativi cablaggi che essendo posti in corrispondenza degli elementi riscaldanti sono soggetti ad alte temperature per resistere alle guali debbono essere di tipologia dedicata, quindi specifica. A ciò aggiungasi il fatto che l'elevato numero di componenti e la complessità dei cablaggi comporta oneri pesanti incidenti negativamente sul costo finale del prodotto.

Nella domanda di brevetto italiano MI2000A000926 del 27/4/2000 a nome della stessa richiedente e riferentesi ad un piano d cottura a matrice, è riportata, a titolo di esempio, una soluzione identificatrice della collocazione degli utensili di cottura che si avvale di una videocamera che inquadra il piano di cottura ed uno schermo a tocco (touch-screen) su cui appare il piano di cottura e gli utensili di cottura su di esso disposti. L'utente appoggiando il dito sulle riproduzioni di essi utensili sullo schermo seleziona gli elementi riscaldanti sottostanti gli utensili di cottura. La soluzione pur pregevole è complessa e quindi relativamente costosa oltre ad avere l'inconveniente che la videocamera è esposta a fumi e vapori che possono incidere negativamente sulla sua funzionalità.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento della posizione di utensili di cottura, nonché della loro forma e dimensione {con opportuna risoluzione) posti su un piano di cottura comprendente una disposizione matriciale di una pluralità di elementi riscaldanti, al fine di alimentare in potenza quelli effettivamente necessitati cioè sottostanti l'utensile stesso, dispositivo che sia semplice, affidabile ed economicamente vantaggioso in quanto si avvale di componenti preposti ovvero già presenti per altre funzioni.

Questo scopo oltre ad altri che meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, vengono raggiunti da un dispositivo di rilevamento conforme agli insegnamenti delle annesse rivendicazioni.

L'invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a puro titolo esemplificativo e quindi non limitativo di sue preferite forme di realizzazione illustrate negli annessi disegni, in cui:

la fig. 1 mostra in vista schematica prospettica, di principio, il dispositivo di rilevamento dell'invenzione in una sua preferita forma di realizzazione;

la fig. 2 mostra in vista schematica il dispositivo dell'invenzione con la circuiteria elettro-elettronica relativa anche al piano di cottura;

la fig. 2A mostra una realizzazione pratica del dispositivo dell'invenzione; e

la fig. 3 mostra lo schema di principio di una variante dell'invenzione.

Con riferimento alle figure, con 1 è indicato nel suo complesso un piano di cottura ad alta flessibilità, schematicamente riprodotto che, in modo convenzionale e come è ad esempio rilevabile dalla domanda di brevetto italiano della stessa richiedente in precedenza richiamata, comprende una convenzionale lastra di vetroceramica 2 su cui trovano appoggio convenzionali utensili di cottura {pentole, tegami, padelle ecc.). Al disotto della lastra è prevista una pluralità di elementi riscaldanti 3, rappresentati da resistori metallici disposti ad esempio a spirale, distribuiti in modo tale da interessare, nel loro insieme, la massima estensione utile della lastra di vetroceramica 2. La disposizione degli elementi riscaldanti è a matrice (come meglio si rileva dalla fig. 2) e concettualmente ogni elemento riscaldante può considerarsi una "cella termica" energizzabile singolarmente e con tale definizione cioè "cella termica", sarà identificato nel proseguo.

L'energizzazione può interessare gruppi di celle 3 ove ciascun gruppo è dedicato ad un diverso specifico utensile di cottura in funzione del contorno dello stesso, come ad esempio è riportato nella sovrariferita domanda di brevetto italiano a nome della stessa richiedente.

Secondo la forma di realizzazione delle fig.

1,2 e 2A della presente invenzione, per il rilevamento della collocazione del o degli utensili di cottura al fine della selezione degli elementi riscaldanti da rendere operativi, ci si avvale delle stesse celle termiche 3 per realizzare un accoppiamento elettromagnetico con un distinto mezzo 4 formato da una o più spire conduttive che, in un certo senso ed in questo esempio, contornano le celle termiche nel loro assieme. Come è evidente, nell'ambito dell'invenzione, rientra pure la soluzione prevedente gruppi di spire, ciascuna contornante un assegnato sottoinsieme di celle termiche, ad esempio come indicato in fig. 1 con linee a tratto e punto e con i riferimenti 4a e 4b.

Ogni cella termica, ovviamente collegabile alla sorgente di alimentazione (10A) attraverso -fig. 2-interruttori statici (9) pilotati secondo programma da microprocessore (8), ad esempio secondo le modalità previste nella più volte citata domanda di brevetto italiano della richiedente, è pure collegabile con una sorgente 6 di segnale alternato attraverso selettori di colonna 7A e di riga 7B (ad esempio rappresentati da multiplexer) e gestiti entrambi dal citato microprocessore 8 in modo che il segnale della sorgente 6 sia applicato, in successione ciclica, a diversa cella termica 3. Il segnale ricevuto dalle spire 4 sarà diverso a seconda che in corrispondenza della cella termica di volta in volta interessata dal segnale della sorgente 6 si trovi o meno un utensile di cottura.

Se vi è l'utensile, l'accoppiamento elettromagnetico tra cella termica 3 e spira 4 subisce una variazione. Il rilevamento della variazione è demandato ad un circuito 10 (ad esempio comprendente filtro passabanda, amplificatore, raddrizzatore a doppia semionda, rilevatore d'inviluppo) la cui uscita giunge attraverso un convertitore A/D (non rappresentato) al microprocessore 8. Il microprocessore associa tale variazione di segnale alla presenza / assenza dell'utensile di cottura sulla specifica cella termica che l'ha prodotto ed effettua una tale associazione per ogni cella termica su cui trovasi l'utensile di cottura, e compone una mappa di memoria contenente l'insieme delle misurazioni relative a ciascuna cella. Un idoneo algoritmo estrae da tale mappa l'insieme delle celle termiche da energizzare (attraverso gli interruttori statici 9). La citata mappatura potrà essere ad esempio utilizzata anche per la visualizzazione su un pannello luminoso della collocazione degli utensili di cottura sul piano. Va precisato che in una preferita forma di realizzazione dell'invenzione la selezione della cella termica (ai fini della applicazione ad essa del segnale alternato della sorgente 6) avrà luogo allorché le relative riga e colonna non saranno alimentate alla tensione di rete attraverso gli interruttori statici 9 sovrarichiamati . In altre parole il citato algoritmo (o anche altro) provvederà a coordinare la sequenza con cui la cella termica 3 viene alimentata dalla sorgente di alimentazione 10A (attraverso gli interruttori statici 9) con la sequenza di selezione operata attraverso i multiplexer 7A,7B.

Nella figura 2 è riprodotto schematicamente l'insieme a matrice della cella termica 3 di un piano di cottura e degli interruttori statici 9 (9a di riga e 9b di colonna, qui esemplificati da triac) preposti alla energizzazione attraverso diodi 11 delle celle termiche 3 selezionate. L'energia è fornita dalla sorgente 10A elettrica raddrizzata ad onda intera non filtrata, di cui al precedente brevetto della stessa richiedente.

In quanto precede è stato detto che il segnale di rilevamento della assenza / presenza dell'utensile di cottura viene applicata alle celle termiche 3 che fungono quindi da "trasmittente" mentre la spire 4 fungono da "ricevente" del segnale emesso dalla cella stessa. E' evidente però che ricade nell'ambito dell'invenzione la soluzione duale, in cui le spire 4 fungono da trasmittente e le celle termiche 3 da ricevente. In tale soluzione le spire 4 potranno essere eccitate in modo continuo o discontinuo (ad esempio ad intervalli prefissati) e le celle termiche 3 saranno abilitate ciclicamente alla ricezione del segnale durante l'eccitazione delle spire 4.

La fig. 2A è rappresentativa di una realizzazione pratica dell'invenzione. In questa figura sono stati usati gli stessi riferimenti alfanumerici delle figure precedenti per indicare parti eguali o corrispondenti. Qui ciascun interruttore di riga 12b si compone: di un transistore NPN, con emettitore a massa, di un diodo connesso al collettore a cui è connessa una sorgente positiva attraverso un resistore, mentre l'interruttore di colonna 12a prevede un transistore NPN con emettitore a massa, collettore connesso sìa a sorgente positiva attraverso resistore sia alla base di un transistore PNP con collettore connesso a massa attraverso resistore e ad un diodo di colonna, mentre l'emettitore è connesso a sorgente positiva. I diodi hanno la funzione di protezione da sovratensione. In questa realizzazione la riga interessata viene vincolata a massa mentre la colonna interessata è pilotata o è in corrente alternata (o viceversa).

La forma di realizzazione della figura 3 in cui per indicare parti eguali o corrispondenti, sono utilizzati gli stessi riferimenti precedenti ma sommati a 100, prevede che la cella termica 103 costituisca essa stessa parte integrante di un oscillatore 20 quando un mezzo di commutazione (ad esempio un triac), indicato con 21 e controllato dal microprocessore 108, viene pilotato da quest'ultimo in posizione logica A con sui si collega alla rimanente parte 20a dell'oscillatore, l'oscillatore essendo connesso ad un raddrizzatore 20b e quest'ultimo ad un integratore 20c. L'uscita in c.c. indicata con 20d, passa al microprocessore 108. Se sulla cella termica si trova un utensile di cottura varia la caratteristica dell'oscillatore e tale variazione agisce sul microprocessore 108 in senso tale da far assumere al commutatore 21 la posizione logica B in cui la cella termica viene congiunta alla sorgente di alimentazione 110A che la energizza, secondo l'algoritmo indicato nella citata domanda di brevetto a nome della richiedente, algoritmo che imponendo fasi di stacco ed attacco della energizzazione prevede il passaggio (nello stacco) del commutatore in una posizione di floating indicata con C. E' evidente che il commutatore 21 rappresenta una funzione e non la soluzione specifica che sarà ovviamente rappresentata da ben noti mezzi elettro / elettronici attuanti la funzione descritta.

Per quanto la forma di realizzazione di cui alla fig. 3 si riferisca ad una sola cella termica sarà evidente al tecnico del ramo come adattarla alla molteplicità di celle termiche formante il piano di cottura 1.

La parte di rilevamento che compare in fig. 2 comprende la sorgente di segnale alternato 6, associata ad un offset di corrente continua 13 (conché il segnale della sorgente 6 passa tutto positivo) ed i selettori (multiplexer 7A,7B) riprodotti sottoforma di interruttori fisici 12a e 12b, quali mezzi che consentono di fornire in modo ciclico un segnale impulsivo alle singole celle termiche 3, come in precedenza riportato.

La sorgente 6 potrà essere ad onda quadra ed avere una frequenza di 80 kHz.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per rilevare la collocazione di utensili di cottura su un piano di cottura (1) comprendente una pluralità di celle termiche (resistori 3,103) distribuite a matrice al disotto di una superficie resistente al calore (2) su cui l'utensile di cottura può essere collocato in modo casuale, ove il rilevamento della sua collocazione, forma e dimensioni consente 1'energizzazione di quelle celle termiche (3,103) sottostanti all'utensile, caratterizzato dal fatto che le stesse celle termiche (3,103) sono singolarmente utilizzate anche per tale rilevamento.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la cella termica (3) funge da trasmittente di segnali elettromagnetici, che sono captati da un mezzo ricevente (4) elettromagneticamente accoppiato, ed il cui contenuto varia in dipendenza o meno della collocazione dell'utensile di cottura sulla cella termica, detta variazione venendo utilizzata per l'energizzazione della cella stessa.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la cella termica (3) funge da ricevente di segnali elettromagnetici, che sono trasmessi da detto mezzo ricevente (4) elettromagneticamente accoppiato, ed il cui contenuto varia in dipendenza della collocazione o meno dell'utensile di cottura sulla cella termica, detta variazione venendo utilizzata per l'energizzazione della cella stessa.
4. 4 . Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2 o 1 e 3, in cui il mezzo ricevente / trasmittente (4) è formato da almeno una spira contornante almeno una parte delle celle termiche presenti.
5. 5. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti mezzi (7A,B;12a,b) per la selezione ciclica delle singole celle termiche (3) ai fini del rilevamento della presenza dell'utensile di cottura.
6. 6. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti mezzi elettronici di selezione (8,108) per 1'energizzazione della cella termica e per la funzione di rilevamento della stessa.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui la funzione di rilevamento si alterna a quella di energizzazione.
8. 8. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la cella termica (103) fa parte di un oscillatore (20) in sede di rilevamento dell'utensile di cottura.
9. 9. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui ai fini del rilevamento sono previsti mezzi interruttori elettronici (12a,12b) (fig. 2A) rispettivamente vincolanti a massa -selettivamente- le righe della distribuzione a matrice delle celle termiche (3) ed atti a permettere di pilotare con segnale alternato e selettivamente le colonne della distribuzione a matrice di esse celle termiche (o viceversa).